JP7519508B1 - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路規模の拡大を抑制しつつ、回路の異常の有無を判定する。
【解決手段】スイッチ装置１は、駆動信号に基づいてオン／オフ制御されるスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）と、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）に直列に接続された発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）と、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）の駆動用電力を供給する電力供給源ＰＳとスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）との間の電圧を取得する監視回路４３と、を有する。監視回路４３により、駆動対象のスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）がオンのときに取得した電圧Ｖｏｎと、駆動対象のスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）がオフのときに取得した電圧と、に基づいて、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）と発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）のうちの少なくとも一方における異常を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ回路の故障を検知する機能を持つ負荷駆動装置に関するものである。

特許文献１には、照明制御システムが開示されている。

特開２０１８－５５７９５号公報

特許文献１には、負荷（照明機器）が並列に接続された回路に対して、制御内容に対応するＰＷＭ信号を出力し、回路におけるＰＷＭ信号に基づく電圧値から、負荷の接続状況や、短絡の有無、などの異常の有無を判定することが開示されている。
特許文献１では、次の方法で、ＰＷＭ信号に基づく電圧値を取得することを開示している。（ａ）電流検知回路を設けて、回路上を流れる電流値を検出し、検出した電流値を電圧値に変換する。

ここで、これらの機能の実現に集積回路（マイコン）を用いると、マイコンが大型化するため、回路規模が大きくなる。また、これらの機能をディスクリート回路で実現しようとすると、（ａ）の場合には、シャント抵抗やオペアンプが必要であり、回路規模が大きくなる。
そこで、回路規模の拡大を抑制しつつ、回路の異常の有無を判定できるようにすることが求められている。

駆動信号に基づいてオン／オフ制御される駆動用スイッチと、
前記駆動用スイッチに直列に接続された負荷と、
前記負荷の駆動用電力を供給する電力供給源と、前記駆動スイッチとの間の任意の箇所の電圧を取得する監視回路と、を有し、
前記監視回路が、
前記駆動用スイッチがオンのときに取得した電圧と、前記駆動用スイッチがオフのときに取得した電圧と、に基づいて、前記駆動用スイッチと前記負荷のうちの少なくとも一方における異常を検出する、構成の負荷駆動装置とした。

本発明によれば、回路規模の拡大を抑制しつつ、回路の異常の有無を判定できる。

スイッチ装置の概略図である。 スイッチの制御信号を説明する図である。 監視回路のマイコンで検出される電圧値の波形を説明する図である。 異常の種類と、閾値との関係を説明する図である。 閾値テーブルを説明する図である。 マイコンが実施する通常処理のフローチャートである 異常判定処理のフローチャートである。 変形例にかかる異常判定処理のフローチャートである。

以下、本発明にかかる負荷駆動装置が、機器の動作モードの切替えに用いられるスイッチ装置１である場合を例に挙げて説明する。
図１は、スイッチ装置１の概略図である。

スイッチ装置１は、機器の動作モードを切り替える際にユーザにより使用される。動作モードを切り替える対象の機器は、択一的に選択される動作モードを複数有している。
この種の機器は、一例としてエアーコンディショナーである。エアーコンディショナーは、択一的に選択される動作モードとして、「暖房」、「冷房」、「送風」、「停止」などの動作モードを有している。
図１に示すように、スイッチ装置１は、複数の操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）を有している。操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）の各々には、暖房（Ｈｅａｔｅｒ）、冷房（Ｃｏｏｌｅｒ）、送風（Ｆａｎ）、停止（Ｓｔｏｐ）などの動作モードを指定する機能が、ひとつずつ割り当てられている。
以下の説明においては、操作ボタンを特に区別しない場合には、単純に操作ボタンＰと表記する。

スイッチ装置１では、エアーコンディショナーを駆動するために、駆動用の動作モードに対応する操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ）がオン操作されると、オン操作により選択された動作モードを報知するための発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）が点灯される。これにより、ユーザが、点灯した発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）を確認することで、ユーザが、選択した動作モードを視覚的に把握できるようにしている。
また、駆動用の動作モードに対応する別の操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ）が、新たにオン操作されると、既に選択されていた動作モードを報知するための発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）が消灯し、新たに選択された動作モードを報知するための他の発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）が点灯される。
以下の説明においては、発光素子を特に区別しない場合には、単純に発光素子Ｌと表記する。

スイッチ装置１の図示しない本体ケースの内部には、図示しないプリント基板や、電力供給源ＰＳが収容されている。プリント基板上の回路３は、電力供給源ＰＳ（直流電源）に接続された第１接続線３１と、グランドＧＤに接続された第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）と、を有する。

電力供給源ＰＳは、例えば、電力の充放電が可能なバッテリである。電力供給源ＰＳは、回路３に給電するための電力供給源である。電力供給源ＰＳから回路に供給される出力電圧は、バッテリ電圧、またはバッテリ電圧に連動して変動する電圧である。
回路３では、第１接続線３１に、３つの第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）が並列に接続されている。

各第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）では、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）とスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）が直列に並んでいる。各第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）では、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）のほうが、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）よりも、第１接続線３１側に位置している。
回路３（第１接続線３１、第２接続線３２）では、電流の通流方向におけるスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）の上流側に、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）が位置している。
ここで、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）は、例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）である。発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）は、電力供給源ＰＳから駆動用電力が供給される負荷の一例である。

第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）では、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）と、グランドＧＤとの間にスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）が位置している。
スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）は、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）への給電／非給電の切り替えに用いられる駆動用スイッチである。
本実施形態のスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）は、一例として、ＮＰＮ型のトランジスタである。スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）は、ベースＢに駆動電圧を入力するとオンする電界効果トランジスタ等でもよい。
回路３では、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）がオンされると、電力供給源ＰＳ側に位置するコレクタＣから、グランドＧＤ側に位置するエミッタＥに向けて電流が流れる。これにより、オンされたスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）の上流側に位置する発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）を電流が流れて、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）が電流量に応じた発光量で発光する。

プリント基板には、回路３に加えて、操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）のオン操作を検知する検知回路４１と、操作された操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ）に対応する発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）を点灯させるための点灯制御回路４２と、回路３の第１接続線３１上の任意の位置における電圧値を取得する監視回路４３と、が設けられている。

図２は、スイッチＳＷの制御信号を説明する図である。
本実施形態では、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）のオン／オフを、駆動信号としてのＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）により制御する。図２に示すように、ＰＷＭ信号は、スイッチＳＷのベースＢに印加される電圧がＨｉｇｈレベルになる期間（パルス幅Ｈ）と、Ｌｏｗレベルになる期間（パルス幅Ｌ）が、パルス周期Ｔの範囲内で調整可能な制御信号である。
ＰＷＭ信号のデューティ比Ｄ＝（パルス幅Ｈ／パルス周期Ｔ）を変更することで、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）のオン期間とオフ期間の比率を調整して、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）のコレクタＣ側からエミッタＥ側に流れる電流量を調整できる。

なお、本実施形態では、後記するフィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅの算出に、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）がオンである期間のフィードバック電圧（電圧値）と、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）がオフである期間のフィードバック電圧（電圧値）を用いている。
そのため、ＰＷＭ信号のデューティ比は、０％よりも大きい下限値と、１００％よりも小さい上限値との間で設定されることが好ましい。また、ＰＷＭ信号のデューティ比の上下限値を設定しない場合は、デューティ比が０％および１００％のときを避けてフィードバック電圧を取得することが好ましい。

ここで、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）を流れる電流量のデューティ制御により、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）の発光量を調節できるようになっている。図２の場合は、パルス幅Ｈ’は、パルス幅Ｈよりも大きい。そのため、パルス幅Ｈ’のときのデューティ比Ｄ’は、パルス幅Ｈのときのデューティ比Ｄよりも大きい。そのため、パルス幅Ｈ’のときのほうが、パルス幅Ｈのときよりも多くの電流が、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）を流れるので、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）の発光量が大きくなる。

スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）のベースＢへのＰＷＭ信号の入力は、プリント基板上のマイコンＭＣ（プロセッサ）などの制御装置により制御される。
本実施形態では、操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）がオン操作されると、オン操作された操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）に対応する検知回路４１から、監視回路４３が備えるマイコンＭＣにオン信号が入力される。マイコンＭＣは、オン操作された操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）を特定する。特定した操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ）が、エアーコンディショナーを駆動する動作モードの操作ボタンである場合には、特定した操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ）に対応するスイッチＳＷに、ＰＷＭ信号を出力して、スイッチＳＷをオンさせる。
また、ＰＷＭ信号が出力されている状態で、エアーコンディショナーを停止させるための操作ボタンＰｓがオン操作されると、オン操作されていた操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ）に対応するスイッチＳＷへのＰＷＭ信号の出力が停止される。これにより、エアーコンディショナーの動作が停止する。

回路３には、スイッチＳＷのオン／オフ制御（ＰＷＭ制御）を行っている間の電圧値に基づいて、回路３における異常の有無を検出するための監視回路４３が接続されている。
本実施形態では、回路３における電力供給源ＰＳと、第１接続線３１と第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）との接続点Ｃｎとの間に、監視回路４３側の配線２５が接続されている。
回路３では、接続点Ｃｎの電力供給源ＰＳ側（上流側）と、グランドＧＤ側（下流側）に、それぞれ抵抗Ｒａ、Ｒｂ（Ｒｂｈ、Ｒｂｃ、Ｒｂｆ）が設けられている。
下流側の抵抗Ｒｂ（Ｒｂｈ、Ｒｂｃ、Ｒｂｆ）は、第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）に、それぞれ設けられている。
第２接続線３２に監視回路４３側の配線２５を接続することも可能であるが、本実施形態では、第１接続線３１に監視回路４３側の配線２５を接続することで、一つの監視回路４３で、各第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）上の素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ）の異常の有無を検知できるようにしている。

監視回路４３は、異常の検出処理を行うためのマイコンＭＣ（プロセッサ）を有している。マイコンＭＣは、配線２５を介して、第１接続線３１に接続されている。マイコンＭＣと第１接続線３１との間には、抵抗Ｒｃが設けられている。配線２５における抵抗ＲｃとマイコンＭＣの間では、抵抗Ｒｄの他端が接続している。抵抗Ｒｄの一端は、グランドＧＤに接続している
監視回路４３では、２つの抵抗Ｒｃ、Ｒｄにより構成される抵抗分圧回路が、第１接続線３１とマイコンＭＣとの間に設けられている。前記した電力供給源ＰＳは、一例として、予め決められた電圧、例えば１６Ｖを回路３に供給可能である。抵抗分圧回路は、回路３側の電圧を、マイコンＭＣで検出可能な電圧に降下させるために設けられている。
以下の説明においては、抵抗を特に区別しない場合には、単純に抵抗Ｒと表記する。

図１に示すようにマイコンＭＣは、入出力ポートＩ／Ｏと、ＣＰＵなどの処理部５０と、ＲＡＭやＲＯＭなどで構成される記憶部６０と、を有する。入出力ポートＩ／Ｏと、処理部５０と、記憶部６０は、バス６５を介して互いに接続されている。

入出力ポートＩ／Ｏには、操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）のオン操作を検知する検知回路４１が接続されている。操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）の何れかがオン操作されると、オン操作された操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）に接続する接続線から信号が入力される。

入出力ポートＩ／Ｏには、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）のベースＢが、接続線４５を介して接続している。スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）の何れかをオンさせて駆動する際には、駆動対象のスイッチＳＷの接続線４５に、処理部５０で生成されたＰＷＭ信号が出力される。
入出力ポートＩ／Ｏには、監視回路４３の配線２５が抵抗Ｒｃを介して接続されている。入出力ポートＩ／Ｏには、何れかのスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）が駆動されている間、抵抗分圧回路（抵抗Ｒｃ、Ｒｄ）で降圧された電圧が入力される。

入出力ポートＩ／Ｏには、電力供給源ＰＳの出力電圧を取得する電圧センサ４６が、接続線４７を介して接続されている。電圧センサ４６は、電力供給源ＰＳの出力電圧を常時モニタしている。
電圧センサ４６が検出した電力供給源ＰＳの出力電圧を示す信号が、入出力ポートＩ／Ｏを介してマイコンＭＣ（処理部５０）に入力される。

処理部５０は、記憶部６０に記憶されたプログラムで規定された演算処理を実施する。
記憶部６０には、処理部５０で実施される演算処理のプログラムや、演算処理の過程で生じた情報が記憶される。

前記したように、スイッチＳＷのオン／オフ制御は、ＰＷＭ信号のデューティ比Ｄを調整することによって実施される。
例えば、回路３では、スイッチＳＷｈがオンになると、電力供給源ＰＳから、オンされたスイッチＳＷｈを持つ第２接続線３２ｈのグランドＧＤに向けて電流が流れる。回路３内を電流がグランドＧＤに向けて流れると、監視回路４３のマイコンＭＣが検知する電圧値は、電力供給源ＰＳの出力電圧、および回路３の各素子における電圧降下に応じて増減する。

図３は、監視回路４３のマイコンＭＣで検出される電圧値の波形を説明する図である。
具体的には、図２および図３に示すように、スイッチＳＷをオンするためにＨｉｇｈ信号がスイッチＳＷに入力されている期間（スイッチＳＷのオン期間）では、マイコンＭＣが検出する電圧値Ｖｏｎは、電圧降下によりＬｏｗ信号がスイッチＳＷに入力されている期間（スイッチＳＷのオフ期間）での電圧値Ｖｏｆｆよりも低くなる。

処理部５０では、スイッチＳＷのオン／オフ制御が実施されている間に、回路３における異常の有無を判定する処理（異常判定処理）が実行される。すなわち、スイッチＳＷのオン／オフ制御に並行して、異常判定処理が実行される。
異常判定処理の実行に際して処理部５０では、同じパルス周期ＴにおけるスイッチＳＷオンされている間の電圧値Ｖｏｎと、スイッチＳＷがオフされている間の電圧値Ｖｏｆｆを、それぞれ取得する。
一例として、処理部５０は、スイッチＳＷがオンされている期間の中間点での電圧値を、電圧値Ｖｏｎとして取得する。さらに、処理部５０は、スイッチＳＷがオフされている期間の中間点での電圧値を電圧値Ｖｏｆｆとして取得する。

図３の（Ａ）の場合には、処理部５０は、スイッチＳＷのオンによる電圧低下のタイミングｔａから、スイッチＳＷのオフによる電圧上昇のタイミングｔｃまで期間における中間点ｔｂでの電圧値を、電圧値Ｖｏｎとして取得する。
同様に、処理部５０は、スイッチＳＷのオフによる電圧上昇のタイミングｔｃから、スイッチＳＷのオンによる電圧の降下のタイミングｔｅまでの期間における中間点ｔｄでの電圧値を、電圧値Ｖｏｆｆとして取得する。

スイッチＳＷのオン／オフの切り替えの直後では、検出される電圧値の振れが大きくなる可能性がある。中間点の電圧値を、電圧値Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆとして取得することで、切り替え直後の電圧値の振れや遅れ等の影響を低減できる。また、中間点の電圧値に代えて、ＰＷＭ信号の立ち上がり／立下りエッジを基準として、スイッチＳＷのオン／オフの切り替えに必要な所定時間経過後の電圧値を取得してもよい。

処理部５０は、取得した電圧値Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆの平均値Ｖ＿ａｖｅを、スイッチＳＷのオン／オフ制御時における回路３のフィードバック電圧の平均値として算出する。
図３の（Ａ）の時刻ｔａ～ｔｅまでの間のパルス周期の場合、時刻ｔｂの電圧値Ｖｏｆｆと、時刻ｔｄの電圧値Ｖｏｎの平均値が、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅとして算出される。
処理部５０は、算出した平均値Ｖ＿ａｖｅと、異常判定用の閾値Ｔｈとの比較により、回路３における異常の有無を判定する。

図４は、異常のカテゴリー（種類）と閾値との関係を説明する図である。図４では、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅと、異常の有無と、異常のカテゴリー（種類）を区別するための各閾値との関係の一例が纏められている。
図５は、閾値テーブルを説明する図である。図５では、電力供給源ＰＳの出力電圧と、異常判定用の各閾値との関係の一例が纏められている。

前記したように、本実施形態では、複数の素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒ）が回路３上に設けられている（図１参照）。回路３の各第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）では、発光素子ＬとスイッチＳＷが、それぞれ一つずつ設けられている。第１接続線３１における監視回路４３との接続点Ｃｎ１の上流側に一つの抵抗Ｒａが設けられている。
本実施形態では、複数の素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒａ）における異常の有無を、前記した異常判定処理により確認する。

ここで、判定結果を示すラベルとして「正常」と「異常」が用意されている。
「正常」とは、３つの発光素子Ｌと、３つのスイッチＳＷと、１つの抵抗Ｒａの何れにおいても、短絡故障や開放故障が発生していないことを意味する。
「異常」とは、回路上の素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒａ）の何れかに、短絡故障や開放故障が発生していることを意味する。
本実施形態では、どの素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒａ）に同様な故障が生じているのかを区別するために、「異常」のカテゴリーが、「異常１」、「異常２」、「異常３」、「異常４」の４つのカテゴリーに細分化されている。
ここで、短絡故障とは、短絡故障が生じている素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒａ）の上流側と下流側とが電気的に接続された状態となっており、素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒａ）の上流側から下流側に、電流が常に流れ得る状態を意味する。
開放故障とは、開放故障が生じている素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒａ）の上流側から下流側に電流が流れない状態を意味する。

「異常１」は、駆動対象の発光素子と、駆動対象のスイッチの少なくとも一方に開放故障が生じている場合を示すカテゴリーである。
ここで、駆動対象のスイッチとは、ＰＷＭ信号によるオン／オフ制御が行われているスイッチを意味する。駆動対象の発光素子とは、オン／オフ制御が行われているスイッチに直列に配置された発光素子であって、発光させる対象となっている発光素子を意味する。

「異常２」は、駆動対象の発光素子に短絡故障が生じている場合を示すカテゴリーである。
「異常３」は、スイッチの少なくとも一つに短絡故障が生じている場合を示すカテゴリーである。
「異常４」は、抵抗Ｒａに開放故障が生じている場合を示すカテゴリーである。

本実施形態では、処理部５０が、スイッチＳＷのＰＷＭ制御を行っているときに取得したフィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅと、閾値との比較により、異常の有無の判定と、異常がある場合の異常のカテゴリーの特定を、行えるようにしている。

図５に示す閾値テーブルでは、異常の有無と、異常がある場合にカテゴリー（異常１～異常４）を特定するための複数の閾値が予め設定されている。
一例として、閾値テーブルでは、電力供給源ＰＳの基準となる出力電圧Ｖ＿ｓｔｄに対して、閾値（第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２、第３閾値Ｔｈ３、第４閾値Ｔｈ４）が設定されている。

ここで、監視回路４３で検出できる電圧値（フィードバック電圧）は、回路３に異常が発生している場合に、正常であるときの電圧値の範囲を外れることになる。
そのため、素子の総てが正常である場合の電圧値の範囲の上側と下側に、正常範囲からの逸脱を判定するための第１閾値Ｔｈ１（上限の閾値）と、第２閾値Ｔｈ２（下限の閾値）が設定されている。
第１閾値Ｔｈ１は、駆動対象のスイッチＳＷと、このスイッチＳＷに直列に設けられた発光素子Ｌ（駆動対象の発光素子Ｌ）における開放故障の有無を確認するための閾値でもある。

例えば、駆動対象のスイッチＳＷと、駆動対象の発光素子Ｌのうちの少なくとも一方に開放故障が生じた場合、電力供給源ＰＳからグランドＧＤまでの経路が繋がらないため、回路３には電流が流れない状態となる。そうすると、発光素子ＬやスイッチＳＷを電流が流れることに起因する電圧降下が発生しないため、監視回路４３が取得するフィードバック電圧（回路３の電圧値）は、発光素子やスイッチに開放故障が生じていない場合（正常の場合）に比べて高い値となる。
本実施形態では、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅが、第１閾値Ｔｈ１よりも大きい場合（Ｔｈ１＜Ｖ＿ａｖｅ）に、マイコンＭＣの処理部５０が、異常のカテゴリーを「異常１」であると認定する。

本実施形態では、発光素子ＬやスイッチＳＷの何れにも故障（開放故障、短絡故障）が生じていない場合のフィードバック電圧の上限と、発光素子やスイッチに開放故障が生じている場合のフィードバック電圧の下限とに基づいて、第１閾値Ｔｈ１を決定している。
具体的には、故障が生じていない場合のフィードバック電圧の上限と、発光素子やスイッチに開放故障が生じている場合のフィードバック電圧の下限との中間値を、第１閾値Ｔｈ１としている。
ここで、故障が生じていない場合のフィードバック電圧の上限と、発光素子やスイッチに開放故障が生じている場合のフィードバック電圧の下限は、一例として、素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒ）のばらつきを考慮した回路モデルを用いてシミュレーションなどにより算出した値である。

第２閾値Ｔｈ２は、素子が正常であると判定できる下限の閾値であると共に、駆動対象の発光素子Ｌにおける短絡故障の発生を確認するための閾値である。
駆動対象の発光素子Ｌが短絡（ショート）すると、この発光素子Ｌに直列に配置されたスイッチＳＷをオンにしたときのフィードバック電圧が、短絡が生じていない場合に比べて、発光素子の順方向電圧分だけ低い値となる。それに伴い、平均値Ｖ＿ａｖｅも低い値となる。
このときのフィードバック電圧の低下の程度は、駆動対象のスイッチＳＷが短絡故障した場合や、駆動対象でないスイッチＳＷや発光素子Ｌが短絡故障した場合に比べて小さい。そのため、駆動対象の発光素子が短絡故障したときが、フィードバック電圧の低下が最も少ない。
なお、スイッチＳＷをオンにしたときのフィードバック電圧とは、短絡が生じた発光素子Ｌに直列配置されたスイッチに、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈを入力しているときの回路３のフィードバック電圧（電圧値）である。

本実施形態では、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅが、第１閾値Ｔｈ１以下（Ｖ＿ａｖｅ≦Ｔｈ１）、かつ第２閾値Ｔｈ２以上（Ｔｈ２≦Ｖ＿ａｖｅ）である場合に、マイコンＭＣの処理部５０が、異常が発生していない、すなわち「正常」と判定する。
一方、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅが、第２閾値Ｔｈ２よりも小さい場合（Ｔｈ２＞Ｖ＿ａｖｅ）には、何らかの異常が発生していることになる。

第３閾値Ｔｈ３は、検知された異常が、駆動対象の発光素子Ｌでの短絡故障（カテゴリーが「異常２」である故障）であるのか、それとも、「異常２」以外のカテゴリーに属する異常（「異常３」）であるのかを判別するための閾値である。

駆動対象のスイッチＳＷに直列に設けられた発光素子（駆動対象の発光素子Ｌ）が短絡故障すると、駆動対象のスイッチＳＷをオンにしたとき（ＰＷＭ信号がＨｉｇｈの時）のフィードバック電圧が、短絡故障が生じていない場合に比べて、発光素子の順方向電圧分だけ低い値となる。
図３に示すように、駆動対象の発光素子Ｌに短絡故障が生じていない場合（図３の（Ａ）参照）に比べて、短絡故障が生じている場合（図３の（Ｂ）参照）のほうが、スイッチＳＷをオンにした時の電圧値Ｖｏｎの低下の程度が、△Ｖ分だけ小さい。

これに対して、「異常３」のカテゴリーに属する故障の場合には、スイッチＳＷをオンにした時の電圧値Ｖｏｎに対する影響と、スイッチＳＷをオフにしたときの電圧値Ｖｏｆｆに対する影響は、略同じとなる。そのため、フィードバック電圧の低下の程度は、駆動対象の発光素子Ｌに短絡故障した場合（異常２）のほうが、駆動対象のスイッチＳＷが短絡故障した場合や、駆動対象でないスイッチＳＷが短絡故障した場合（異常３）に比べて小さい。
言い換えると、「異常２」のカテゴリーに属する異常のほうが、「異常３」のカテゴリーに属する異常よりもフィードバック電圧の低下の程度が小さい。

本実施形態では、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅが、第２閾値Ｔｈ２よりも小さく（Ｖ＿ａｖｅ＜Ｔｈ２）、かつ第３閾値Ｔｈ３以上（Ｔｈ３≦Ｖ＿ａｖｅ＜Ｔｈ２）である場合に、マイコンＭＣの処理部５０が、異常のカテゴリーを「異常２」であると認定する。

ここで、駆動対象であるスイッチＳＷが短絡故障した場合のフィードバック電圧の低下の程度が最も小さい。そして、駆動対象でないスイッチＳＷの短絡故障の箇所が増えるにつれて、フィードバック電圧の低下の程度が大きくなる。
そのため、本実施形態では、駆動対象の発光素子Ｌでの短絡故障が発生した時のフィードバック電圧と、駆動対象のスイッチＳＷが短絡故障したときのフィードバック電圧との中間値を、第３閾値Ｔｈ３としている。
なお、中間値の算出に用いた電圧値は、素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒ）のばらつきを考慮した回路モデルを用いたシミュレーションなどにより算出した値である。

第４閾値Ｔｈ４は、検知された異常が、監視回路４３における上流側の抵抗Ｒａの開放故障（カテゴリーが「異常４」である故障）であるのか、それとも、スイッチＳＷの少なくとも一つの短絡故障（カテゴリーが「異常３」である故障）であるのかを判別するための閾値である。

第１接続線３１上の抵抗Ｒａに開放故障が生じていると、電力供給源ＰＳから監視回路４３までの経路が繋がらない。かかる場合、監視回路４３が検出するフィードバック電圧は、駆動対象のスイッチＳＷのオン／オフに関わらず、０Ｖに近い低い値となる。
このときのフィードバック電圧は、駆動対象でない複数のスイッチの総てが短絡しているときの電圧値よりも低い値となる。
本実施形態では、駆動対象でない複数のスイッチの総てが短絡しているときの電圧値よりも低い値であって、０Ｖよりも高い値を、第４閾値Ｔｈ４として設定している。
一例として本実施形態では、駆動対象でない複数のスイッチの総てが短絡しているときのフィードバック電圧値と、０Ｖの中間値を、第４閾値Ｔｈ４として設定している。

そのため、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅが、第４閾値Ｔｈ４よりも小さい（Ｖ＿ａｖｅ＜Ｔｈ４）場合に、マイコンＭＣの処理部５０が、異常のカテゴリーを「異常４」であると認定する。
そして、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅが、第３閾値Ｔｈ３よりも小さく（Ｖ＿ａｖｅ＜Ｔｈ２）、かつ第４閾値Ｔｈ４以上（Ｔｈ４≦Ｖ＿ａｖｅ＜Ｔｈ３）である場合に、マイコンＭＣの処理部５０が、異常のカテゴリーを「異常３」であると認定する。

ここで、電力供給源ＰＳの出力電圧は、電力供給源ＰＳから駆動用電力が供給される負荷の総数や、各負荷における電力消費量によって、基準となる出力電圧から振れる場合がある。
そのため、本実施形態では、上記した閾値Ｔｈ１からＴｈ４が、出力電圧の変動幅を考慮した異なる電圧値毎に用意されている。

図５に示す閾値テーブルでは、基準となる出力電圧Ｖ＿ｓｔｄを中心として、±１．０ボルトの範囲内での振れに対応する閾値を０．５ボルト刻みで用意している。
この閾値テーブルでは、基準となる出力電圧Ｖ＿ｓｔｄから０．５ボルト刻みで、プラス側に０．５ボルト、１．０ボルト触れた場合と、マイナス側に０．５ボルト、１．０ボルト触れた場合に対応する閾値（第１閾値Ｔｈ１±ａ、Ｔｈ１±ｂ、第２閾値Ｔｈ２±ａ、Ｔｈ２±ｂ、第３閾値Ｔｈ３±ａ、Ｔｈ３±ｂ、第４閾値Ｔｈ４±ａ、Ｔｈ４±ｂ）が規定されている。
この閾値テーブルで規定された各閾値の値は、素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒ）のばらつきを考慮した回路モデルを用いたシミュレーションなどにより算出した値に基づき設定された値である。

図６は、処理部５０が実施する通常処理のフローチャートである。
以下、エアーコンディショナーの動作モードの操作ボタンＰ（Ｐｈ、Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｓ）を備えるスイッチ装置１において、動作モードとして「冷房」を選択する操作ボタンＳｃがオンされた場合を例に挙げて、処理部５０で実施される通常処理と、異常判定処理を説明する。

エアーコンディショナーを動作させるための何れかの操作ボタンがオンされると（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）、処理部５０は、オン操作された操作ボタンに対応するスイッチのＰＷＭ制御を開始する（ステップＳ１０２）。

「冷房」を指定する操作ボタンＰｃがオンされた場合には、この操作ボタンＰｃに対応するスイッチＳＷｃのベースＢに、処理部５０から制御信号が入力される。前記したように、制御信号は、予め決められたパルス周期Ｔ内で、Ｈｉｇｈ信号とＬｏｗ信号が設定されたデューティ比Ｄで変動するＰＷＭ信号である（図２参照）。
スイッチＳＷｃがオンされると、電力供給源ＰＳ（直流電源）とグランドＧＤとが、スイッチＳＷｃが設けられた第２接続線３２ｃを介して接続される（図１参照）。これにより、電力供給源ＰＳから第２接続線３２ｃのグランドＧＤに向けて電流が流れて、スイッチＳＷｃに対して直列に設けられた発光素子Ｌｃが、デューティ比Ｄに応じた発光量で発光することになる。

スイッチのＰＷＭ制御（ステップＳ１０２）が開始されると、回路３における異常の有無を検出するための異常検出処理が実施される（ステップＳ１０３）。

図７は、処理部５０が実施する異常判定処理のフローチャートである。
異常判定処理では、監視回路４３の処理部５０が、スイッチＳＷがオンである期間におけるフィードバック電圧Ｖ＿ｏｎを取得する（ステップＳ２０１）。
ここで、スイッチＳＷがＨｉｇｈ信号の入力でオンする仕様の場合、スイッチＳＷがオンである期間は、スイッチＳＷに入力されるＰＷＭ信号がＨｉｇｈである期間に相当する（図２参照）。
また、フィードバック電圧Ｖ＿ｏｎは、スイッチＳＷがオンである期間の中間点において、監視回路４３（処理部５０）が取得した電圧値である。
例えば、図３の（Ａ）の場合には、スイッチＳＷのオンによる電圧下降のタイミングｔａから、スイッチのオフによる電圧上昇のタイミングｔｃまでの期間における中間点ｔｂでの電圧値が、電圧値Ｖｏｎとして取得される。

続いて、処理部５０が、スイッチＳＷがオフである期間におけるフィードバック電圧Ｖ＿ｏｆｆを取得する（ステップＳ２０２）。
ここで、スイッチＳＷがＬｏｗ信号の入力でオフする仕様の場合、スイッチＳＷがオフである期間は、スイッチＳＷに入力されるＰＷＭ信号がＬｏｗである期間に相当する。ここで、フィードバック電圧Ｖ＿ｏｆｆは、スイッチＳＷがオフである期間の中間点において、監視回路４３が取得した電圧値である。
例えば、図３の（Ａ）の場合には、スイッチＳＷのオフによる電圧上昇のタイミングｔｃから、スイッチのオンによる電圧降下のタイミングｔｅまでの期間における中間点ｔｄでの電圧値が、電圧値Ｖｏｆｆとして取得される。

続いて、処理部５０は、スイッチＳＷがオンである期間におけるフィードバック電圧Ｖ＿ｏｎと、スイッチＳＷがオフである期間におけるフィードバック電圧Ｖ＿ｏｆｆとの平均値Ｖ＿ａｖｅを算出する（ステップＳ２０３）。

続いて、制御部は、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅと、第１閾値Ｔｈ１とを比較する（ステップＳ２０４）。
平均値Ｖ＿ａｖｅが、第１閾値Ｔｈ１よりも大きい（Ｖ＿ａｖｅ＞Ｔｈ１）場合（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５の処理に移行する。この場合には、回路３に「異常１」に帰属される異常があることになるので、ステップＳ２０５では、処理部５０が、「異常１」の場合に対して決められた異常時処理を実施する。
具体的には、処理部５０が、マイコンＭＣが接続された外部の制御装置や機器に、「異常１」に帰属される異常が生じていることを示す信号を出力する。処理部５０が、点灯可能な総ての発光素子を点灯状態にさせて、異常の発生を視覚的に把握させるための処理などが実施される。

一方、平均値Ｖ＿ａｖｅが第１閾値Ｔｈ１以下（Ｔｈ１≧Ｖ＿ａｖｅ）である場合（ステップＳ２０４、Ｎｏ）、ステップＳ２０６の処理に移行する。ステップＳ２０６では、処理部５０が、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅと、第２閾値Ｔｈ２とを比較する。

平均値Ｖ＿ａｖｅが、第２閾値Ｔｈ２以上（Ｔｈ２≦Ｖ＿ａｖｅ）である場合（ステップＳ２０６、Ｙｅｓ）、平均値Ｖ＿ａｖｅは、第１閾値Ｔｈ１以下、第２閾値Ｔｈ２以上の値であり、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅは、正常と見なすことができる電圧範囲内に収まっていることになる。
かかる場合、回路３に異常がないことになるので、ステップＳ２０７において、「正常」と判定された場合の処理（正常時処理）が実施される。
一例として、正常時処理では、マイコンＭＣが接続された外部の制御装置や機器に、回路３が「正常」であることを示す出力する。なお、このステップＳ２０７の処理は省略しても良い。

一方、平均値Ｖ＿ａｖｅが、第２閾値Ｔｈ２よりも小さい（Ｖ＿ａｖｅ＜Ｔｈ２）場合（ステップＳ２０６、Ｎｏ）、ステップＳ２０８の処理に移行して、処理部５０が、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅと、第３閾値Ｔｈ３とを比較する。

平均値Ｖ＿ａｖｅが、第３閾値Ｔｈ３以上である（Ｖ＿ａｖｅ≧Ｔｈ３）場合（ステップＳ２０８、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９の処理に移行する。この場合には、回路３に「異常２」に帰属される異常があることになるので、ステップＳ２０９では、処理部５０が、「異常２」の場合に対して決められた異常時処理を実施する。
一方、平均値Ｖ＿ａｖｅが、第３閾値Ｔｈ３よりも小さい（Ｖ＿ａｖｅ＜Ｔｈ３）場合（ステップＳ２０８、Ｎｏ）には、ステップＳ２１０の処理に移行する。

ステップＳ２１０では、処理部５０が、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅと、第４閾値Ｔｈ４とを比較する。
平均値Ｖ＿ａｖｅが、第４閾値Ｔｈ４以上である（Ｖ＿ａｖｅ≧Ｔｈ４）場合（ステップＳ２１０、Ｙｅｓ）、ステップＳ２１１の処理に移行する。この場合には、回路３に「異常３」に帰属される異常があることになるので、ステップＳ２１１では、処理部５０が、「異常３」の場合に対して決められた異常時処理を実施する。

一方、平均値Ｖ＿ａｖｅが、第４閾値Ｔｈ４よりも小さい（Ｖ＿ａｖｅ＜Ｔｈ４）場合（ステップＳ２１０、Ｎｏ）、ステップＳ２１２の処理に移行する。この場合には、回路３に「異常４」に帰属される異常があることになるので、ステップＳ２１２では、処理部５０が、「異常４」の場合に対して決められた異常時処理を実施する。

ステップＳ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９、Ｓ２１１、Ｓ２１２の何れかの処理が実施されると、異常判定処理を終了して、図２におけるステップＳ１０４の処理に移行する。

図６のフローチャートに戻って、ステップＳ１０４では、処理部５０が、他の操作ボタンの操作の有無を確認する。他の操作ボタンが操作されていない場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）。エアーコンディショナーの動作モードにおける冷房モードの選択が継続していることになる。
かかる場合には、ステップＳ１０３の処理に移行して、前記した異常検出処理が実行される。そのため、他の操作ボタンが操作されるまでの間は、異常判定処理が繰り返し実施されることになる。

そして、他の操作ボタンが操作されると（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５において処理部５０が、操作された操作ボタンが、動作停止用の操作ボタンＰｓであるか否かを確認する。動作停止用の操作ボタンＰｓである場合、スイッチＳＷのＰＷＭ制御を終了する（ステップＳ１０６）。これにより、エアーコンディショナーの運転動作が終了することになる。

動作停止用の操作ボタンＰｓでない他の操作ボタンが操作された場合（ステップＳ１０５、Ｎｏ）、ステップＳ１０２の処理に移行する。これにより、新たに操作された他の操作ボタンに対応するスイッチＳＷのベースＢに、マイコンＭＣ（処理部５０）から制御信号（ＰＷＭ信号）が入力される。
例えば、新たに操作された他の操作ボタンが、「送風」に対応する操作ボタンＰｆである場合には、スイッチＳＷｆのベースＢに制御信号が入力されて、スイッチＳＷｆのＰＷＭ制御が実施されることになる。

このように、監視回路４３を用いて、制御対象のスイッチＳＷがオンのときの電圧値Ｖｏｎと、制御対象のスイッチＳＷがオフのときの電圧値Ｖｏｆｆから、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅを算出する。そして、算出した平均値Ｖ＿ａｖｅと、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４との比較により、回路３における異常の有無の判定を行える。そして、異常がある場合には、異常のカテゴリーの認定が行われる。

スイッチＳＷのオン／オフ制御（スイッチング制御）により発光素子の駆動を制御する場合、回路３を流れる電流の量（電流値）が、オン／オフ比に応じて変動する。そのため、電流値に基づき異常の有無を検出する場合には、電流値が低い場合にも対応できるようにするために増幅回路が必要となる。
上記のように、電圧の場合、スイッチＳＷがオンのときと、オフのときで、電圧値が異なるものの、電流値の場合よりも負荷の駆動の影響を受け難い。これにより、異常の有無を適切に検出できる。
なお、スイッチＳＷがオフの時の電圧値だけを見ると、「異常２」「異常３」との区別をつけることができない。本実施形態では、制御対象のスイッチＳＷがオンのときの電圧値Ｖｏｎと、制御対象のスイッチＳＷがオフのときの電圧値Ｖｏｆｆの両方を用いることで、「異常２」と「異常３」との区別をつけることができる。すなわち、本実施形態では、二つの電圧値Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆの両方に基づく平均値Ｖ＿ａｖｅを用いているので、異常のカテゴリーを細分化して認定できるようにしている。

［変形例１］
図８は、変形例にかかる異常判定処理のフローチャートである。
変形例１にかかる異常判定処理では、電力供給源ＰＳの実際の出力電圧に応じて、異常判定用の閾値Ｔｈ１～Ｔｈ４を変更するという点において、図７に示した異常判定処理と相違する。
そのため、変形例１にかかる異常判定処理では、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅを算出するステップＳ３０３と、平均値Ｖ＿ａｖｅと第１閾値とを比較するステップＳ３０６との間に、電力供給源ＰＳの実際の出力電圧を取得するステップＳ３０４と、取得した実際の出力電圧に基づいて閾値（第１閾値～第４閾値）を決定するステップＳ３０５を有している。

変形例１にかかる異常判定処理のステップＳ３０１～Ｓ３０３、Ｓ３０６～Ｓ３１４は、それぞれ、図７に示した異常判定処理のステップＳ２０１～Ｓ２０３、Ｓ２０４～２１２と同じ処理であるので、ここでは、ステップＳ３０４、Ｓ３０５について具体的に説明する。

前記したようにマイコンの入出力ポートＩ／Ｏには、電力供給源ＰＳの実際の出力電圧を示す信号が、電圧センサ４６から連続的に入力されている。
そのため、ステップＳ３０３において、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅが算出されると、処理部５０が、電圧センサ４６から入力される信号に基づいて、現時点における電力供給源ＰＳの実際の出力電圧を取得する（ステップＳ３０４）。

続いて、処理部５０は、閾値テーブル（図５）を参照して、現時点の出力電圧から、閾値（第１閾値～第４閾値）を決定する。
例えば、現時点の出力電圧が、電力供給源ＰＳの基準となる出力電圧Ｖ＿ｓｔｄよりも、マイナス側に０．５Ｖ低い場合には、処理部５０は、閾値Ｔｈ１－ａ、閾値Ｔｈ２－ａ、閾値Ｔｈ４－ａ、閾値Ｔｈ４－ａを、それぞれ、回路３の異常の有無を判定するための閾値（第１閾値、第２閾値、第３閾値、第４閾値）として決定する。

前記したように、電力供給源ＰＳの出力電圧は、電力供給源ＰＳから駆動用電力が供給される負荷の総数や、各負荷における電力消費量によって、基準となる出力電圧から振れる場合がある。
電力供給源ＰＳの出力電圧が、基準となる出力電圧から振れると、監視回路４３（マイコンＭＣ）で検出するフィードバック電圧にも、出力電圧の振れの影響が及ぶ。
上記したように、出力電圧の振れの影響を抑えるための調整用の閾値を、シミュレーションなどにより決定しておき、調整用の閾値を、閾値テーブルにおいて、振れの程度と関係づけて規定しておく。これにより、実際の出力電圧に基づき閾値テーブルを参照することで、その時点で最適の閾値を選択できる。
これにより、異常の有無の判定と、異常が発生した場合の以上のカテゴリー分けをより適切に行えるようになる。

前記した実施形態および変形例のスイッチ装置１では、監視回路４３が、第１接続線３１とマイコンＭＣ（制御装置）とを繋ぐ配線２５と、配線２５上に設けられた抵抗分圧回路（抵抗Ｒｃ、Ｒｄ）と、一対の抵抗Ｒａ、Ｒｂ（Ｒｂｈ、Ｒｂｃ、Ｒｂｆ）と、を含んで構成される。
すなわち、監視回路４３としての機能を、一括して作成した集積回路ではなく、単体素子（抵抗Ｒ、スイッチＳＷ、発光素子Ｌ）の組み合わせにより実現した。
これらの単体素子、その中でも抵抗Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄは、設置に必要な面積が小さく、かつプリント基板上の任意の位置に分散して配置することができる。
よって、監視回路４３の構成要素は、プリント基板上の空いたスペースに分散して配置することができ、監視回路４３を、ディスクリート回路として設けることができる。すなわち、プリント基板上の設置の自由度が向上する。
集積回路の場合には、設置に必要な面積が大きいので、プリント基板や、スイッチ装置１が大型化する可能性がある。上記の通り、監視回路４３を、ディスクリート回路として設けることができるので、プリント基板やスイッチ装置１の大型化を抑制できる。
さらに、監視回路４３により電圧を検知する構成としたので、電流を検知する場合のように、シャント抵抗やオペアンプを必要としない。そのため、電流を検知する場合には、回路規模が大きくなってしまう。上記の通り、電圧を検知する構成とし、ディスクリート回路で監視回路４３を実現したので、回路規模の拡大を抑制しつつ、回路３の異常の有無の判定を行うことができる。
単体素子（抵抗Ｒ、スイッチＳＷ、発光素子Ｌ）は、部品単価が、集積回路よりも安いので、スイッチ装置１の作成コストの低減が期待できる。

前記した実施形態および変形例では、スイッチＳＷがオンの期間の中間点における電圧値Ｖｏｎと、スイッチＳＷがオフの期間の中間点における電圧値Ｖｏｆｆから、フィードバック電圧値の平均値Ｖ＿ａｖｅを算出する場合を例示した。
スイッチＳＷがオンの期間の電圧値を加算した値と、スイッチＳＷがオフの期間の電圧値を加算した値から、フィードバック電圧値の平均値Ｖ＿ａｖｅを算出しても良い。すなわち、図３の（Ａ）の場合には、時刻ｔａから時刻ｔｃまでの間に取得された電圧値Ｖｏｎの合計値と、時刻ｔｃから時刻ｔｅまでの間に取得された電圧値Ｖｏｆｆの合計値から、フィードバック電圧値の平均値Ｖ＿ａｖｅを算出しても良い。

また、パルス周期Ｔ毎にフィードバック電圧値の平均値Ｖ＿ａｖｅを算出して合算し、合算した値を、パルス周期Ｔの総数で除算した値を、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅとしても良い。

なお、スイッチＳＷがオンの期間の電圧値とスイッチＳＷがオフの期間の電圧値双方を用いることができれば、フィードバック電圧値の平均値Ｖ＿ａｖｅのみに限定されない。
例えば、平均値Ｖ＿ａｖｅに代え、スイッチＳＷがオンの期間の電圧値とスイッチＳＷがオフの期間の電圧値との加算値（合計値）Ｖ＿ｔｏｔａｌを閾値との比較に用いてもよい。また、スイッチＳＷがオンの期間の電圧値とスイッチＳＷがオフの期間の電圧値との比を閾値との比較に用いてもよい。
また、スイッチＳＷがオンの期間の電圧値と、スイッチＳＷがオフの期間の電圧値それぞれを、個別に閾値と比較してもよい。例えば、スイッチＳＷがオンの期間の電圧値を用いて異常１，２，４のいずれかが発生していると仮判定し、スイッチＳＷがオフの期間の電圧値を用いて異常３，４のいずれかが発生していると仮判定する。これら仮判定の組み合わせで最終的な異常内容を特定することもできる。

［変形例２］
前記した変形例１では、電力供給源ＰＳの実際の出力電圧に基づき、閾値を変更する場合を例示した。電力供給源ＰＳの実際の出力電圧に基づき、駆動対象のスイッチＳＷの制御信号のデューティ比を変更するようにしても良い。
例えば、電力供給源ＰＳの出力電圧が低くなるにつれて、デューティ比が、スイッチＳＷのオン期間が長くなる高い値に設定されるようにしても良い。
例えば、電力供給源の出力電圧が低下した場合、出力電圧の低下の程度によっては、ＬＥＤ素子に供給される電流量が低下して、ＬＥＤ素子の輝度が低下する可能性がある。出力電圧の低下の程度に応じて、スイッチのオン期間が長くなるようにデューティ比を調整することで、輝度の変動を抑制できる。

［変形例３］
前記した変形例２の場合において、電力供給源ＰＳの出力電圧の変動に追従してデューティ比を変化させると、出力電圧の変動幅が大きい場合、デューティ比の変化幅も大きくなる。
そうすると、例えば駆動対象のスイッチＳＷのオン期間が急に短くなった場合には、発光素子Ｌの発光量が急激に低下し、駆動対象のスイッチＳＷのオン期間が急に長くなった場合には、発光素子Ｌの発光量が急激に上昇する。

そこで、電力供給源ＰＳの出力電圧の変化量ΔＶが、予め決めた閾値Ｔｈｘよりも大きい場合、現時点のデューティ比から、変化後の出力電圧に対応するデューティ比まで、段階的にデューティ比が変化するようにしても良い。
ここで、電力供給源ＰＳの出力電圧が、ＡボルトからＢボルトまで低下して、出力電圧の変化量ΔＶ（Ｂ－Ａ）が閾値Ｔｈｘ以上（ΔＶ≧Ｔｈｘ）であった場合を例に挙げて説明する。
この場合、デューティ比を段階的に変化させない場合には、出力電圧がＡボルトであるときのデューティ比Ｄ＿Ａを、出力電圧がＢボルトであるときのデューティ比Ｄ＿Ｂに速やかに変更することになる。
これに対して、デューティ比を段階的に変化させる場合には、変化量ΔＶを抑制するフィルタＦｘを用いると共に、フィルタＦｘが徐々にゼロ（＝０）になるように設定することで、デューティ比Ｄが、出力電圧の変化後のデューティ比に向けて徐々に変化するようにする。

具体的には、電力供給源ＰＳの出力電圧が変化した直後のフィルタＦｘの値を、変化量ΔＦを抑制する方向の最大値に設定して、デューティ比Ｄの決定に用いる変化量ΔＶが小さい値となるようにする。そして、予め決定された時間間隔でデューティ比の再設定を実行し、デューティ比を再設定する度に、フィルタＦｘの値をゼロ（＝０）に近づくように予め決められた傾きで変更する。
これにより、デューティ比Ｄが、出力電圧がＡボルトであるときのデューティ比Ｄ＿Ａを、出力電圧がＢボルトであるときのデューティ比Ｄ＿Ｂに徐々に変更することができるので、発光素子の発光量の急激な変化を抑制できる。

前記した実施形態および変形例では、ＰＷＭ信号がＨｉｇｈのときにスイッチＳＷがオンになり、ＰＷＭ信号がＬｏｗのときにスイッチＳＷがオフになる場合を例示した。ＰＷＭ信号がＬｏｗのときにスイッチＳＷがオンになり、ＰＷＭ信号がＨｉｇｈのときにスイッチＳＷがオフになる仕様のスイッチであっても良い。

前記した実施形態および変形例では、負荷がＬＥＤである場合を例示した。本発明における負荷は、発光素子のみに限定されない。負荷は、一定の電気抵抗値を得る目的で使用される電子部品である抵抗素子、ソレノイド、ヒータ用の電熱線などであっても良い。
そのため、本明細書における用語「駆動用電力の供給」は、負荷が「ヒータ線」である場合には、ヒータ線に電力を供給することを意味する。負荷が「抵抗素子」である場合には、抵抗素子に電力を供給することを意味する。負荷が「発光素子」である場合には、発光素子に電力を供給することを意味する。

また、前記した実施形態および変形例では、エアーコンディショナーへの適用例を示したがこれに限られない。負荷を有する他の機器、例えばシフトボタン等への適用も可能である。

前記した実施形態および変形例では、各第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）において、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）のほうが、スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）よりも、第１接続線３１側に位置している場合を例示した。スイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＷｃ、ＳＷｆ）のほうが、発光素子Ｌ（Ｌｈ、Ｌｃ、Ｌｆ）よりも、第１接続線３１側に位置していても良い。
また、監視回路４３が、第１接続線３１に接続されている場合を例示した。第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）の各々に、監視回路４３を接続しても良い。

前記した実施形態および変形例では、処理部５０が、回路３における異常の有無の判断と、異常がある場合に、異常の種類の特定までを行う場合を例示した。
処理部５０は、判断と異常の種類の特定を行わずに、入出力ポートＩ／Ｏを介して接続された外部の処理装置（制御装置）に、フィードバック電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅと、閾値Ｔｈ（第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２、第３閾値Ｔｈ３、第４閾値Ｔｈ４）との比較結果を出力してもよい。この場合には、外部の処理装置（制御装置）において、回路３における異常の有無の判断と、異常がある場合に、異常の種類の特定までを行うことになる。この外部の処理装置は、同じプリント基板上に設けられている必要は無く、有線または無線などを介してマイコンＭＣと情報交換可能な装置であれば良い。

以上の通り、実施形態に係るスイッチ装置１（負荷駆動装置）は、以下の構成を有している。
（１）スイッチ装置１は、
駆動信号に基づいてオン／オフ制御されるスイッチＳＷ（駆動用スイッチ）と、
スイッチＳＷに直列に接続された発光素子Ｌと、
発光素子Ｌ（負荷）の駆動用電力を供給する電力供給源ＰＳ（駆動用電源）と、スイッチＳＷとの間の任意の箇所の電圧を取得する監視回路４３と、を有する。
監視回路４３により、駆動対象のスイッチＳＷがオンのときに取得した電圧値Ｖｏｎと、駆動対象のスイッチＳＷがオフのときに取得した電圧と、に基づいて、スイッチＳＷと発光素子Ｌのうちの少なくとも一方における異常を検出する異常の検出処理を実施する。

スイッチＳＷのオン／オフ制御（スイッチング制御）により発光素子の駆動を制御する場合、回路３を流れる電流の量（電流値）が、オン／オフ比に応じて変動する。そのため、電流値に基づき異常の有無を検出する場合には、電流値が低い場合にも対応できるようにするために増幅回路が必要となる。
上記のように、電圧を用いて異常の有無を検出する場合、スイッチＳＷがオンのときと、オフのときで、電圧値が異なるものの、電流値の場合よりも負荷の駆動の影響を受け難い。これにより、異常の有無を適切に検出できる。

（２）上記の（１）において、
スイッチ装置１の回路３は、電力供給源ＰＳに接続する第１接続線３１と、発光素子ＬとスイッチＳＷが直列に並んだ第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）と、を有する。
第１接続線３１には、複数の第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）が並列に接続されている。
監視回路４３は、複数あるスイッチＳＷ（ＳＷｈ、ＳＥｃ、ＳＷｆ）のうちの１つのスイッチＳＷのオン／オフ制御を行っている間での電圧値に基づき、異常の検出処理を実施する。

監視回路４３で検出される電圧は、異常が生じている素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒａ）の場所や、異常が生じている素子（発光素子Ｌ、スイッチＳＷ、抵抗Ｒａ）の数に応じて異なる値となる。
よって、異常の有無の判定と、異常がある場合のカテゴリー分けに用いるための閾値を、異常が生じている素子の場所や、異常が生じている素子の総数応じて複数用意しておくことで、異常の発生の有無と、どのような異常であるのかを示す異常のカテゴリーの特定を適切に行うことができる。
特に、複数の第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）が、第１接続線３１に並列に接続されているので、複数あるスイッチＳＷのうちの１つのスイッチのオン／オフ制御を行っている間での電圧値に基づき、総ての第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）上の発光素子ＬとスイッチＳＷにおける異常の有無を検出できる。

（３）上記の（１）または（２）において、
異常の検出処理では、（ａ）取得した電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅと閾値Ｔｈ１～Ｔｈ４との比較、または（ｂ）取得した電圧の加算値Ｖ＿ｔｏｔａｌと閾値Ｔｈ１～Ｔｈ４の比較が実施される。
取得した電圧の平均値Ｖ＿ａｖｅは、スイッチＳＷがオンのときに取得した電圧値Ｖｏｎと、スイッチＳＷがオフのときに取得した電圧値Ｖｏｆｆを平均した値である。
取得した電圧の加算値Ｖ＿ｔｏｔａｌは、スイッチＳＷがオンのときに取得した電圧値Ｖｏｎと、スイッチＳｗがオフのときに取得した電圧値Ｖｏｆｆを加算した値である。

例えば、回路３上の素子（スイッチＳＷ、発光素子Ｌ）に開放故障が生じているときには、スイッチがオンのときに取得した電圧値Ｖｏｎが高くなり、素子（スイッチＳＷ、発光素子Ｌ）に短絡故障が生じているときには、スイッチがオフのときに取得した電圧値Ｖｏｆｆが低くなる。
そして、回路３のどの素子（スイッチＳＷ、発光素子Ｌ、抵抗Ｒａ）にどのような異常が生じているのかにより、取得される電圧値が異なる値となる。
そのため、ＶｏｎおよびＶｏｆｆの双方に基づく平均値Ｖ＿ａｖｅ等の値と異常のカテゴリーを特定するための閾値ともなる閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４との比較により、回路３に発生した異常が、どの素子において、どのような異常が生じているのかを特定できる。

（４）上記の（１）から（３）の何れか一において、
電力供給源ＰＳの出力電圧は、バッテリ電圧、またはバッテリ電圧に連動して変動する電圧である。閾値は、出力電圧に応じて変更される。

出力電圧に応じて、閾値を変更することで、出力電圧の変動による影響を抑えつつ、異常の有無の判断精度を向上させることができる。

（５）上記の（１）から（４）の何れか一において、
駆動信号は、監視回路４３が備えるマイコンＭＣ（制御装置）が出力するＰＷＭ信号である。
負荷である発光素子Ｌは、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて発光量が変化する。

上記のように構成すると、発光素子Ｌの発光量に応じて回路３を流れる電流の量（電流値）が変動するものの、異常の有無を、発光素子Ｌの発光量に応じた影響が略ない電圧に基づき検出するので、異常の有無を適切に検出できる。

（６）上記の（４）において、
ＰＷＭ信号のデューティ比は、０％よりも大きい下限値と、１００％よりも小さい上限値との間、好ましくは５％と９５％の間で、で設定される。

このように構成すると、下限値と上限値を、電圧値の取得に必要な最小限の期間に基づき設定することで、スイッチがオンされている場合と、スイッチがオフされている場合の何れにおいても、異常の有無の判断に用いる電圧値を適切に取得できる。
ここで、デューティ比Ｄが、０％や１００％に近づきすぎると、監視回路４３（マイコンＭＣ）でのフィードバック電圧の取得精度、スイッチＳＷの応答が間に合わないといった影響が及ぶ可能性がある。よって、５％以上の下限値と、９５％以下の上限値の間で、デューティ比Ｄを設定することで、スイッチＳＷを確実にオン／オフ制御しつつ、スイッチＳＷがオンのときの電圧値Ｖｏｎと、スイッチＳＷがオフのときの電圧値Ｖｏｆｆを、精度良く取得できる。ひいては、デューティ比Ｄを大きく変更しても、異常の有無の判断に必要な電圧値ＶｏｎおよびＶｏｆｆの双方を確実に取得できるので、異常の有無の判断機会を確保できる。

（７）上記の（５）または（６）において、
電力供給源ＰＳの出力電圧が低くなるにつれて、デューティ比が、スイッチＳＷのオン期間が長くなる高い値に設定される。

例えば、電力供給源の出力電圧が低下した場合、出力電圧の低下の程度によっては、ＬＥＤ素子に供給される電流量が低下して、ＬＥＤ素子の輝度が低下する可能性がある。
上記のように、出力電圧の低下の程度に応じて、スイッチのオン期間が長くなるようにデューティ比を調整することで、輝度の変動を抑制できる。
上記のように構成すると、電力供給源の出力電圧の急激な変動が生じた場合にも、発光素子の輝度の変動を抑制できる。

（８）上記の（１）から（７）の何れか一において、
第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）は、択一的にオンされる操作ボタンＰと同数設けられている。

例えば、エアーコンディショナーの動作モードの切り替えに用いられるスイッチ装置１は、
暖房、冷房、送風などを、択一的に選択される動作モードとして備えている。
第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）の負荷が発光素子Ｌである場合、発光素子Ｌは、択一的に選択されている動作モード（「暖房」、「冷房」、「送風」）を特定するために点灯される。そして、スイッチＳＷは、発光素子Ｌを点灯するために、操作ボタンＰのオン操作に連動して、監視回路４３のマイコンＭＣ（処理部５０）から駆動信号が入力されてオンされる。
そのため、スイッチＳＷや発光素子Ｌに異常が生じた場合に、異常の発生を速やかに検知して、異常の内容を特定できることが好ましい。上記のスイッチ装置１は、上記の操作ボタンＰのうちの何れかが択一的にオンされている。オンされている操作ボタンＰに対応するスイッチＳＷのオン／オフ時のフィードバック電圧を検出することで、複数あるスイッチＳＷと、複数ある発光素子Ｌの何れにおいて異常が生じているのかを速やかに特定できる。

（９）上記の（１）から（９）の何れか一において、
第１接続線３１では、第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）との接続点Ｃｎと、電力供給源ＰＳとの間に、監視回路４３の配線２５が接続されている。

このように構成すると、どの第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）のスイッチＳＷがオン／オフ駆動されている場合であっても、総ての第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）に設けられたスイッチＳＷや発光素子Ｌにおける異常を検出できる。

（１０）上記の（９）において、
回路３では、第１接続線３１と第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）との接続点Ｃｎの上流側と下流側に、抵抗Ｒａ、Ｒｂ（Ｒｂｈ、Ｒｂｃ、Ｒｂｆ）がそれぞれ設けられている。
回路３では、接続点Ｃｎの上流側の抵抗Ｒａと、接続点Ｃｎとの間に、
監視回路が接続されている。

このように構成すると、接続点Ｃｎの上流側の抵抗Ｒａと、下流側の抵抗Ｒｂ（Ｒｂｈ、Ｒｂｃ、Ｒｂｆ）との間に、監視回路４３の配線２５が接続される。これにより、マイコンＭＣを有する監視回路４３で、スイッチＳＷのオン／オフ時の電圧を検出することで、総ての第２接続線３２（３２ｈ、３２ｃ、３２ｆ）に設けられたスイッチＳＷや発光素子Ｌ、抵抗Ｒａにおける異常を検出できる。

以上、本発明の実施形態および変形例を説明したが、本発明は、これらのものに限定されるものではなく、発明の技術的な思想の範囲内で適宜変更可能である。

１ ：スイッチ装置（負荷駆動装置）
２５ ：配線
３ ：回路
３１ ：第１接続線
３２（３２ｃ、３２ｆ、３２ｈ） ：第２接続線
４１ ：検知回路
４２ ：点灯制御回路
４３ ：監視回路
４５、４７ ：接続線
４６ ：電圧センサ
５０ ：処理部
６０ ：記憶部
Ｃｎ、Ｃｎ１ ：接続点
Ｌ（Ｌｃ、Ｌｆ、Ｌｈ） ：発光素子
ＳＷ（ＳＷｃ、ＳＷｆ、ＳＷｈ） ：スイッチ（駆動用スイッチ）
Ｐ（Ｐｃ、Ｐｆ、Ｐｈ） ：操作ボタン
ＭＣ ：マイコン
ＰＳ ：電力供給源（駆動用電源）
Ｖ＿ａｖｅ ：フィードバック電圧の平均値
Ｖ＿ｏｆｆ ：電圧（スイッチがオフの時の電圧）
Ｖ＿ｏｎ ：電圧（スイッチがオンの時の電圧）
Ｖ＿ｓｔｄ ：基準となる出力電圧

Claims (10)

1. 駆動信号に基づいてオン／オフ制御される駆動用スイッチと、
   前記駆動用スイッチに直列に接続された負荷と、
   前記負荷の駆動用電力を供給する電力供給源と、前記駆動用スイッチとの間の任意の箇所の電圧を取得する監視回路と、を有し、
   前記監視回路により、
   前記駆動用スイッチがオンのときに取得した電圧と、前記駆動用スイッチがオフのときに取得した電圧と、に基づいて、前記駆動用スイッチと前記負荷のうちの少なくとも一方における異常を検出する、負荷駆動装置。
2. 請求項１において、
   前記電力供給源に接続する第１接続線と、
   前記負荷と前記駆動用スイッチが直列に並んだ第２接続線と、を有し、
   前記第１接続線には、複数の前記第２接続線が並列に接続されており、
   前記監視回路は、
   複数ある駆動用スイッチのうちの１つの駆動用スイッチのオン／オフ制御を行っている間での電圧値に基づき、前記異常を検出する、負荷駆動装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記異常の検出は、取得した電圧の平均値と閾値との比較、または取得した電圧の加算値と閾値との比較により実施され、
   前記電圧の平均値は、前記駆動用スイッチがオンのときに取得した電圧と、前記駆動用スイッチがオフのときに取得した電圧を平均した値であり、
   前記電圧の加算値は、前記駆動用スイッチがオンのときに取得した電圧と、前記駆動用スイッチがオフのときに取得した電圧を加算した値である、負荷駆動装置。
4. 請求項３において、
   前記電力供給源の出力電圧は、バッテリ電圧、または前記バッテリ電圧に連動して変動する電圧であり、前記閾値は、前記出力電圧に応じて変更される、負荷駆動装置。
5. 請求項４において、
   前記駆動信号は、ＰＷＭ信号であり、
   前記負荷は、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて発光量が変化するＬＥＤ素子を含む、負荷駆動装置。
6. 請求項５において、
   前記ＰＷＭ信号のデューティ比は、０％よりも大きい下限値と、１００％よりも小さい上限値との間で設定される、負荷駆動装置。
7. 請求項６において、
   前記電力供給源の出力電圧が低くなるにつれて、前記デューティ比が、前記駆動用スイッチのオン期間が長くなる高い値に設定される、負荷駆動装置。
8. 請求項２において、
   前記第２接続線は、択一的にオンされる操作ボタンと同数設けられている、負荷駆動装置。
9. 請求項２または請求項８において、
   前記第１接続線では、前記第２接続線との接続点と、前記電力供給源との間に、前記監視回路が接続されている、負荷駆動装置。
10. 請求項９において、
    前記第１接続線と前記第２接続線との接続点を間に挟んだ一方側と他方側に、抵抗が設けられており、
    前記監視回路の処理装置は、前記第１接続線における前記抵抗と前記接続点との間に接続されている、負荷駆動装置。
    
    
    

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